Yeniden işlenebilir conformal coating

Yeniden İşlenebilir Conformal Coating , Endüstri Teknik açısından yalnızca elektronik kartı nem, kirlenme ve çevresel etkilerden koruyan ince bir kaplama değildir; aynı zamanda PCB üzerinde ilerleyen dönemde komponent değişimi, lehim onarımı, arıza analizi veya lokal kaplama yenilemesi gerektiğinde kartın kontrollü biçimde servis edilebilmesini sağlayan önemli bir üretim tercihidir. Özellikle yüksek maliyetli PCB assembly’lerinde tek bir komponent arızası nedeniyle bütün kartın hurdaya ayrılması yerine kaplamanın yalnızca gerekli alandan uzaklaştırılması, tamirin yapılması ve ilgili bölgenin tekrar kaplanması işletme açısından önemli bir yaşam döngüsü avantajı sağlayabilir. DOWSIL RTV conformal coating ailesinde kaplama scraping veya cutting ile mekanik olarak, uygun solvent veya stripping agent yardımıyla kimyasal olarak uzaklaştırılabilir; komponent değişimi tamamlandıktan sonra bölge temizlenip kurutularak yeniden kaplanabilir.

Elektronik üretimde conformal coating seçimi yapılırken çoğu zaman dielectric strength, kür süresi, viskozite ve çalışma ortamı öne çıkar. Fakat üretim sonrası test, field-return, komponent değişimi ve bakım stratejisi hesaba katılmıyorsa coating seçimi eksik kalabilir. Endüstri Teknik, bu nedenle koruma performansı kadar repairability, rework yöntemi, lokal söküm kolaylığı, yeni kaplamanın eski filmle uyumu ve kalite kontrol sürecini de birlikte değerlendiren bir yaklaşımı benimser.

Yeniden işlenebilir conformal coating nedir?

Yeniden işlenebilir conformal coating, PCB veya elektronik assembly üzerine ince film halinde uygulandıktan ve kürlendikten sonra gerektiğinde belirli bir bölgesinin kontrollü olarak kaldırılabildiği, elektronik onarım sonrasında aynı alanın tekrar koruyucu coating ile kaplanabildiği sistemleri ifade eder.

Burada “yeniden işlenebilir” ifadesi coating’in zayıf veya kolaylıkla kendiliğinden soyulan bir film olduğu anlamına gelmez. İyi bir conformal coating normal kullanımda yüzeye tutunmalı, elleçlemeye dayanmalı ve hedeflenen çevresel korumayı sağlamalıdır. Rework gerektiğinde ise uygun mekanik veya kimyasal yöntemle lokal olarak açılabilmelidir.

DOWSIL 1-2577 Conformal Coating bu yaklaşımın önemli silikon bazlı örneklerinden biridir. Tek komponentli, yarı saydam, orta viskoziteli bir conformal coating olan ürün; kür sonrasında dayanıklı, elastoplastik ve aşınmaya dirençli bir yüzey oluşturur. Solvent-borne silikon reçine çözeltisidir; oda sıcaklığında kürlenebilir, fırın zorunlu değildir ve solvent flash-off tamamlandıktan sonra kontrollü hafif ısıyla proses hızlandırılabilir. UV indicator içermesi de kaplama coverage kontrolüne yardımcı olur.

Bu özelliklerin rework açısından önemi şudur: coating normal üretim ve kullanım sırasında dayanıklı kalırken, arızalı veya değiştirilmesi gereken komponent çevresinde kontrollü olarak açılabilir.

PCB tamamen kalın potting compound içerisine gömülmüşse componente ulaşmak çok daha zor olabilir. Conformal coating ise kart geometrisini takip eden ince film olduğu için servis ve lokal müdahale açısından daha erişilebilir bir yapı sunar.

Yeniden işlenebilir conformal coating neden tercih edilir?

Yeniden işlenebilir conformal coating özellikle elektronik kartın ekonomik değerinin yüksek olduğu uygulamalarda önem kazanır. PCB maliyeti yalnızca çıplak kart veya komponentlerden oluşmaz. SMT dizgi, lehimleme, programlama, test, kaplama, kalite kontrol ve final assembly tamamlandığında kart önemli bir toplam üretim maliyetine ulaşabilir.

Bu aşamadan sonra küçük bir resistor, connector, sensor veya IC arızası nedeniyle bütün kartın hurdaya ayrılması ekonomik olmayabilir.

Rework imkânı bulunan coating kullanıldığında arızalı bölge lokal olarak açılabilir, komponent değiştirilebilir ve kart yeniden koruyucu coating ile tamamlanabilir.

Bu yaklaşım özellikle düşük adetli ancak yüksek değerli elektronik sistemlerde daha önemli hale gelir. Endüstriyel otomasyon, enerji elektroniği, özel kontrol modülleri, test cihazları, telekom ekipmanları ve farklı yüksek güvenilirlikli PCB sistemlerinde servis edilebilirlik toplam ürün maliyetini doğrudan etkileyebilir.

Reworkability aynı zamanda üretim yield oranına da katkı sağlar.

Örneğin conformal coating uygulanmış kart final testten geçmezse hata lokal bir komponentte olabilir. Kaplamanın tamamını kaldırmadan yalnızca ilgili component çevresinin açılabilmesi, kartın yeniden üretim akışına kazandırılmasına yardımcı olabilir.

Ancak rework yapılabilmesi coating seçimindeki tek kriter olmamalıdır. Kaplamanın elektriksel, mekanik ve çevresel performansı da kartın gereksinimlerini karşılamalıdır.

DOWSIL 1-2577 ile rework imkânı

DOWSIL 1-2577 yaklaşık 950 cP viskoziteye sahip tek komponentli silicone resin conformal coating’dir. Uncured specific gravity yaklaşık 1,04, cured specific gravity yaklaşık 1,11 ve 25°C’de tack-free süresi yaklaşık 7 dakikadır. Kürlenmiş film yaklaşık Shore A 80 sertliğe ulaşır.

Film dayanıklı ve abrasion-resistant karakter göstermesine rağmen RTV conformal coating ailesi repairability sağlayacak şekilde yönetilebilir.

Kaplama gerektiğinde:

• mekanik olarak kazınabilir,
• kesilebilir,
• uygun solvent veya stripping agent ile kaldırılabilir,
• belirli komponent değişimlerinde coating üzerinden lokal lehim müdahalesi yapılabilir.

Tamirden sonra ilgili alan temizlenmeli, kurutulmalı ve yeniden coating uygulanmalıdır. Tek bir circuit component’in değiştirilmesi gerektiğinde soldering iron’un kaplama üzerinden kullanılabilmesi de tanımlanan rework yöntemleri arasındadır; bu işlem sırasında oluşabilecek fumes için uygun havalandırma gerekir.

Bu özellik özellikle PCB’nin tamamını solvent içerisinde işleme sokmak istemeyen üreticiler için avantaj sağlar.

Sadece arızalı komponentin çevresini açmak, sağlam coating bölgelerini korur ve rework sonrasındaki yeniden kaplama alanını küçültür.

Yeniden işlenebilir conformal coating nasıl sökülür?

Yeniden işlenebilir conformal coating sökümünde tek bir yöntem bütün ürünler ve bütün PCB tasarımları için doğru değildir. Kullanılan coating chemistry, film kalınlığı, component geometry, solder mask ve çevredeki plastik parçalar dikkate alınmalıdır.

Mekanik removal en kontrollü yöntemlerden biridir. Küçük bir component veya solder pad bölgesine ulaşılması gerekiyorsa coating lokal olarak dikkatli biçimde kesilebilir veya kazınabilir. Böylece bütün PCB kimyasal işleme maruz bırakılmaz.

Ancak mekanik söküm sırasında copper trace, solder mask veya component body’ye zarar verilmemelidir.

İnce PCB track üzerinde agresif kazıma yapılması coating’i kaldırırken board’u da hasara uğratabilir.

Kimyasal removal yönteminde uygun solvent veya stripping agent kullanılır. DOWSIL RTV conformal coating’lerin bu yöntemlerle uzaklaştırılabilmesi mümkündür.

Burada stripping agent seçimi ürün spesifik olmalıdır.

Bir kimyasal coating’i başarılı biçimde çözse bile connector housing, marking ink, PCB solder mask, adhesive veya başka polymer component üzerinde istenmeyen etki yaratabilir.

Bu nedenle yalnızca “güçlü solvent” mantığıyla hareket edilmemelidir.

Lokal solder-through yaklaşımı ise belirli küçük component değişikliklerinde uygulama süresini ciddi biçimde azaltabilir. Bununla birlikte proses sırasında coating chemistry’nin ısı altında davranışı ve oluşabilecek fumes dikkate alınmalıdır.

Lokal rework neden tüm kaplamayı sökmekten daha avantajlıdır?

Bir PCB üzerindeki arızanın tek bir komponentle sınırlı olduğu durumda kartın tamamındaki conformal coating’i kaldırmak gereksiz olabilir.

Örneğin bir IC’nin değiştirilmesi gerekiyorsa yalnızca component çevresi, lead veya solder pad bölgelerindeki coating açılabilir.

Böylece kartın diğer bölgelerindeki koruyucu film aynı şekilde kalır.

Bu yaklaşım çeşitli avantajlar sağlayabilir.

İlk olarak stripping agent’a maruz kalan PCB alanı küçülür.

İkinci olarak yeniden coating uygulanması gereken yüzey daha azdır.

Üçüncü olarak işlem süresi kısalabilir.

Dördüncü olarak sağlam coating bölgelerinin film thickness ve adhesion performansı korunur.

Beşinci olarak üretim kayıtlarının ve kalite kontrolün yönetilmesi daha kolay olabilir.

Lokal repair özellikle pahalı ve karmaşık PCB assembly’lerinde ciddi ekonomik avantaj sağlayabilir.

Rework sonrasında yüzey nasıl hazırlanmalıdır?

Elektronik component değiştirildikten sonra doğrudan yeni conformal coating uygulanmamalıdır.

Lehim işlemi sonrasında flux residue, parmak izi, toz veya başka contamination kalmış olabilir. Bunlar yeni coating’in substrate ile düzgün adhesion oluşturmasını engelleyebilir.

DOWSIL RTV conformal coating’lerin temiz ve kuru PCB yüzeylerine uygulanması önerilir. Zor veya düşük surface-energy substrate’larda primer ya da chemical/plasma surface treatment adhesion’ı geliştirmek amacıyla değerlendirilebilir.

Rework sonrası genel proses şu mantıkla yürütülmelidir:

kaplama kaldırma → komponent onarımı/değişimi → lehim ve flux temizliği → yüzey kurutma → lokal conformal coating uygulaması → kür → inspection

Buradaki cleaning adımı kritik öneme sahiptir.

Flux residue üzerine uygulanan coating ilk anda düzgün görünse bile interface contamination uzun dönem adhesion ve electrical cleanliness açısından risk yaratabilir.

Bu nedenle pahalı coating kullanmak kötü surface preparation’ı telafi etmez.

Yeniden işlenebilir conformal coating ve film kalınlığı

Yeniden işlenebilir conformal coating seçiminde film kalınlığı hem koruma performansı hem gelecekteki servicing süresi açısından önemlidir.

Conformal coating, potting malzemesinden farklı olarak ince tabaka halinde uygulanır. DOWSIL 1-2577 için tanımlanan tipik kür örneğinde yaklaşık 75 mikron coating kullanılır; önce yaklaşık 10 dakika oda sıcaklığında solvent flash-off, ardından yaklaşık 10 dakika 60°C uygulamasıyla proses hızlandırılabilir.

Bu değer bütün PCB’ler için zorunlu film kalınlığı değildir ancak conformal coating’in ince-film yaklaşımını gösterir.

Gereğinden fazla kalın kaplama uygulanması her zaman daha iyi çevresel koruma anlamına gelmez.

Kalın film solvent’in çıkmasını zorlaştırabilir, blister veya bubble riskini artırabilir ve komponent çevresinde gereksiz mekanik yapı oluşturabilir.

Rework gerektiğinde de kalın film daha fazla kazıma, kesme veya stripping işlemi gerektirir.

Bu nedenle coating thickness, üreticinin proses şartları ve PCB requirement üzerinden kontrol edilmelidir.

Kaplama sonrasında tack-free olmak tam kür anlamına gelir mi?

Hayır. DOWSIL 1-2577’in 25°C’de yaklaşık 7 dakikalık tack-free süresi bulunur. Ancak yüzeyin kuru hissedilmesi coating adhesion’ının tamamen geliştiği anlamına gelmez.

RTV conformal coating sistemlerinde adhesion, görünür cure davranışından daha yavaş gelişebilir ve bazı coating sistemlerinde yaklaşık 72 saate kadar devam edebilir.

Bu özellik rework sonrasında özellikle önemlidir.

Tamir edilmiş PCB lokal olarak tekrar coating aldıktan birkaç dakika sonra handling için kuru görünebilir. Ancak kartı hemen yoğun vibration, humidity veya başka ağır servis koşuluna almak doğru olmayabilir.

Üretim hattında “tack-free”, “handling” ve “full adhesion” kavramları ayrı proses kriterleri olarak ele alınmalıdır.

Yeniden işlenebilir conformal coating seçiminde uygulama yöntemi

Yeniden işlenebilir conformal coating yalnızca kimyasal olarak servis edilebilir olmamalı; üretim yöntemi de gelecekteki repair ihtiyacını kolaylaştırmalıdır.

DOWSIL 1-2577 şu yöntemlerle uygulanabilir:

spray, brush, flow, dip ve automated pattern coating.

Selective veya automated pattern coating özellikle rework açısından avantajlı olabilir.

Kart üzerinde coating uygulanması istenmeyen connector, programming header, calibration point veya test pad gibi bölgeler baştan kaplama dışında bırakılabilir.

Böylece ileride bu alanlarda işlem yapmak için coating sökme ihtiyacı azalır.

Dip coating yönteminde ise kartın geniş bir bölümü kaplanabileceğinden masking stratejisi daha kritik hale gelir.

Spray sisteminde overspray kontrolü önemlidir.

Brush uygulaması prototiplerde veya rework sonrasında lokal recoating için pratik olabilir.

Bu nedenle servis edilebilir PCB tasarımında component placement, test point location, masking ve coating pattern daha üretim aşamasında birlikte düşünülmelidir.

UV izlenebilirlik rework sonrasında neden önemlidir?

DOWSIL 1-2577 UV indicator içerir. Bu özellik kaplama coverage’ının UV inspection altında kontrol edilmesini destekler.

Bu özellik ilk üretim kadar rework sonrasında da önemlidir.

Bir component değiştirildikten ve lokal coating tekrar uygulandıktan sonra çıplak alan kalıp kalmadığı görsel olarak kontrol edilebilir.

Özellikle component lead, corner veya pad çevresinde coating continuity’nin görülmesi kalite kontrol açısından faydalıdır.

Ancak UV görünürlüğünün tek başına film thickness ölçümü olmadığı unutulmamalıdır.

UV altında coating’in bulunması, kalınlığının otomatik olarak doğru olduğu veya electrical performance’ın garantilendiği anlamına gelmez.

Selective coating hatlarında UV inspection, process-control araçlarından yalnızca biri olarak kullanılmalıdır.

DOWSIL 1-2577 elektriksel özellikleri

Rework kabiliyeti ürünün elektriksel koruma performansını geri plana atmamalıdır.

DOWSIL 1-2577 için dielectric strength yaklaşık 16 kV/mm, volume resistivity yaklaşık 5 × 10¹³ Ω·cm ve dielectric constant 100 Hz ile 100 kHz’de yaklaşık 2,74 seviyesindedir.

Ayrıca IPC-CC-830, UL 746E, MIL-I-46058C ve UL 94 V-0 bilgileri ürünün teknik profilinde yer alır.

Bu değerlerin sınırları doğru yorumlanmalıdır.

16 kV/mm dielectric strength, bitmiş PCB’nin doğrudan bu elektrik alanında sürekli çalışabileceğini göstermez.

Gerçek insulation performansı coating thickness, pin geometry, coverage, void, contamination, creepage-clearance ve sistem standardına bağlıdır.

UL 94 V-0 sınıflandırması da “yanmaz coating” anlamına gelmez ve bitmiş cihazın otomatik olarak V-0 sınıfı kazandığını göstermez.

Rework sırasında bubble veya blister oluşursa ne yapılmalıdır?

Kaplamanın yeniden uygulanması sırasında solvent flash-off yeterli değilse bubble veya blister oluşabilir.

DOWSIL 1-2577’de ısı ile hızlandırılmış kür uygulanacaksa coating önce oda sıcaklığında solvent’in uzaklaşmasına izin verecek kadar bekletilmelidir. Bubble veya blister görülürse oven cure öncesindeki room-temperature flash-off süresinin artırılması gerekebilir.

Bu durum özellikle lokal rework alanlarında meydana gelebilir.

Operatör küçük alan olduğu için coating uyguladıktan hemen sonra kartı ısıya verebilir. Ancak lokal bölgede solvent hızlı genleşirse yeni coating filminde kusur oluşabilir.

Bu nedenle rework işlemi küçük olsa bile cure disiplininden taviz verilmemelidir.

Büyük blister kritik high-voltage veya moisture-sensitive bölgede bulunuyorsa film integrity ayrıca değerlendirilmelidir.

Kabul edilemez kusur varsa coating’in lokal olarak tekrar kaldırılması ve yeniden uygulanması gerekebilir.

Eski kaplamanın üzerine yeni kaplama uygulanabilir mi?

Bu konu ürün chemistry ve repair system’e bağlıdır.

DOWSIL RTV coating ailesinde heat-cure coating’lerin RTV coating ile repair edilebilmesi mümkündür. Buna karşılık heat-cure coating’in RTV coating üzerinde repair amacıyla her zaman aynı şekilde çalışmayabileceği belirtilmektedir.

Dolayısıyla “iki ürün de silikon olduğu için mutlaka uyumludur” şeklinde varsayım yapılmamalıdır.

PCB üretim kayıtlarında kullanılan conformal coating ürün kodunun saklanması bu nedenle önemlidir.

Saha dönüşü yapan bir kartta hangi coating’in kullanıldığı bilinmiyorsa yeni coating uygulanmadan önce compatibility doğrulaması gerekebilir.

High-reliability electronics için bu konu özellikle kritik olabilir.

Yeniden işlenebilir conformal coating ile potting arasındaki fark

Yeniden işlenebilir conformal coating ince koruyucu film yaklaşımına dayanır. Kartın komponent geometrisini takip eder ve PCB’nin büyük bölümü fiziksel olarak görünür durumda kalabilir.

Potting veya encapsulation ise komponentleri daha kalın malzeme içerisinde kapsüller.

Potting daha yüksek mekanik veya çevresel koruma gerektiren bazı uygulamalarda avantaj sağlayabilir ancak repair işlemi genellikle conformal coating’e göre daha zor olur.

Bu nedenle seçim yapılırken yalnızca “en çok koruyan malzeme hangisi?” sorusu sorulmamalıdır.

Kartın ileride servis edilip edilmeyeceği de değerlendirilmelidir.

Örneğin yıllarca bakım gerektirmeden tamamen kapalı modül olarak çalışması beklenen bir sistemde potting uygun olabilir.

Pahalı komponentlerin değiştirilebilmesinin önemli olduğu kartlarda ise conformal coating daha avantajlı olabilir.

Yeniden işlenebilir conformal coating hangi sektörlerde öne çıkar?

Yeniden işlenebilir conformal coating özellikle uzun kullanım ömrü ve servis edilebilirlik gerektiren elektroniklerde değer kazanır.

Endüstriyel otomasyon kartları yıllarca üretim makinelerinde çalışabilir ve tüm kontrol kartını değiştirmek yerine komponent bazlı tamir ekonomik olabilir.

Enerji elektroniğinde inverter, converter veya power-control kartlarının değeri yüksektir.

Telekom sistemlerinde saha dönüşleri ve board-level repair süreçleri önemli olabilir.

Otomotiv elektroniğinde yüksek üretim adetleri nedeniyle manufacturing rework kontrollü biçimde yönetilmek zorundadır.

Savunma, aerospace veya başka yüksek güvenilirlikli uygulamalarda da rework gerekebilir; ancak bu tip projelerde herhangi bir lokal repair işlemi ilgili qualification, traceability ve proses şartları doğrultusunda yürütülmelidir.

Bütün bu uygulamalarda conformal coating’in yalnızca ilk üretim performansı değil yaşam döngüsü boyunca bakım senaryosu değerlendirilmelidir.

Yeniden işlenebilir conformal coating hakkında sık sorulan sorular

Reworkable conformal coating ne demektir?

Kürlenmiş kaplamanın gerekli bölgelerde kontrollü şekilde uzaklaştırılabilmesi ve PCB tamir edildikten sonra alanın tekrar kaplanabilmesi anlamına gelir.

DOWSIL 1-2577 yeniden işlenebilir mi?

DOWSIL RTV conformal coating ailesi scraping, cutting, solvent ve stripping-agent yöntemleriyle lokal olarak kaldırılabilir ve repair sonrası yeniden uygulanabilir.

Kaplama üzerinden lehim yapılabilir mi?

Belirli tek komponent değişimlerinde soldering iron coating üzerinden uygulanabilir. Oluşabilecek fumes için uygun havalandırma gerekir.

Rework sonrasında yeniden coating uygulanmalı mı?

Evet. Tamir edilen bölge temizlenmeli, kurutulmalı ve koruyucu film continuity’si yeniden oluşturulmalıdır.

DOWSIL 1-2577 hangi uygulama yöntemleriyle kullanılabilir?

Spray, brush, flow, dip ve automated pattern coating yöntemleriyle uygulanabilir.

Viskozitesi ne kadardır?

Yaklaşık 950 cP seviyesindedir.

Tack-free süresi ne kadardır?

25°C’de yaklaşık 7 dakikadır.

Yedi dakikada tam adhesion oluşur mu?

Hayır. RTV coating sistemlerinde adhesion development bazı durumlarda yaklaşık 72 saate kadar devam edebilir.

UV kontrol özelliği var mı?

Evet. DOWSIL 1-2577 UV indicator içerir ve kaplama coverage inspection süreçlerinde kullanılabilir.

Solvent içerir mi?

Evet. Solvent-borne silicone resin conformal coating’dir.

Fırında kürlenmesi zorunlu mu?

Hayır. Oda sıcaklığında kürlenebilir. Solvent flash-off sonrasında kontrollü mild heat proses süresini kısaltmak amacıyla kullanılabilir.

Rework sonrasında aynı ürün kullanılmalı mı?

En güvenli yaklaşım mevcut film ile repair coating arasındaki compatibility’nin doğrulanmasıdır. Farklı cure chemistry sistemlerinin her yönde aynı uyumu sağlamadığı unutulmamalıdır.

Conformal coating potting’e göre daha kolay tamir edilir mi?

Genel olarak ince-film conformal coating lokal component erişimi açısından kalın ve sert potting sistemlerinden daha kolay servis edilebilir.

Endüstri Teknik ile yeniden işlenebilir conformal coating seçimi

Yeniden işlenebilir conformal coating seçiminde Endüstri Teknik, yalnızca kartın ilk kaplama performansına değil üretim, test, bakım ve saha servis sürecinin tamamına odaklanır. DOWSIL 1-2577 Conformal Coating’in tek komponentli silicone resin yapısı, yaklaşık 950 cP viskozitesi, yaklaşık 7 dakikalık tack-free süresi, UV indicator özelliği, abrasion-resistant cured film karakteri ve RTV coating ailesinin lokal removal/recoat kabiliyeti; servis edilebilir elektronik kartlar açısından güçlü bir teknik profil oluşturur.

Doğru ürün seçiminde PCB’nin operating environment’ı, component yoğunluğu, üretim adedi, coating thickness, spray/dip/selective coating yöntemi, ileride component replacement ihtimali ve kullanılan solder/flux sistemi birlikte değerlendirilmelidir. Böylece conformal coating kartı çevresel etkilerden korurken, küçük bir elektronik arıza durumunda bütün PCB’nin gereksiz biçimde kullanım dışı kalmasının da önüne geçilebilecek daha kontrollü bir servis stratejisi kurulabilir.

Endüstri Teknik iletişim bilgileri

Yeniden işlenebilir conformal coating, DOWSIL conformal coating ürünleri, PCB koruyucu kaplama seçimi ve uygulama süreci hakkında Endüstri Teknik ile iletişime geçebilirsiniz.

Adres: Aşağı Yahyalar Mah. 995/1. Sokak 5/27 Yenimahalle / Ankara
Telefon: (0312) 925 54 74
E-posta: info@endustriteknik.com